Sonicare pentru conservarea sucului și îmbunătățirea nutrienților

În procesarea alimentelor moderne, păstrarea prospețimii în timp ce crește valoarea nutrițională este o provocare centrală. Ultrasonicarea de înaltă performanță - folosind sonicatoare de tip sondă - a câștigat tracțiune ca metodă puternică de procesare non-termică. Acest articol prezintă rezultatele unui studiu științific care investighează modul în care profilul nutrițional al sucului de căpșuni îndulcit cu Stevia rebaudiana este îmbunătățit de procesoarele cu ultrasunete Hielscher.

Informații cheie: Sonicarea crește conținutul fenolic, nivelurile de flavonoide și capacitatea antioxidantă - toate în condiții scalabile, potrivite pentru implementarea industrială.

De ce să înlocuiți căldura cu ultrasunete?

Pasteurizarea tradițională poate degrada compușii termolabili, cum ar fi polifenolii și flavonoidele. Ultrasonicarea, în schimb, este o tehnică de procesare non-termică care utilizează cavitația acustică pentru a îmbunătăți perturbarea celulară și difuzia moleculară fără deteriorarea căldurii.

Un studiu recent revizuit de Šic Žlabur et al. (2019) publicat în revistă “Molecules” oferă dovezi solide privind eficacitatea ultrasunetelor de mare intensitate, folosind sonicatorul Hielscher model UP400St, pentru tratarea sucului de căpșuni îndulcit cu Stevia rebaudiana. Descoperirile au implicații semnificative pentru procesarea industrială a sucului, având în vedere că condițiile experimentale sunt scalabile liniar cu sistemele cu ultrasunete Hielscher utilizate.

Beneficiile procesării sucului cu ultrasunete:

• Extracția îmbunătățită a compușilor bioactivi
• Păstrarea aromei și culorii
• Reducerea încărcăturii microbiene
• Scalabil și eficient din punct de vedere energetic
• Proces cu etichetă curată, fără aditivi

Configurația experimentală: sonicarea sucului

Studiul a folosit un procesor cu ultrasunete Hielscher UP400St (400 W, 24 kHz) pentru a trata sucul de căpșuni în prezența pulberii de stevia verde.
Cercetătorii au evaluat efectele sonicării de tip sondă sub diferite amplitudini (50%, 75%, 100%), diametrele sondei (sonotrodul S24d7 cu 7 mm și S24d22 cu dimensiunea vârfului de 22 mm) și timpii de sonicare (15, 20 și 25 de minute). În toate condițiile testate, cel mai intens tratament - amplitudine 100%, sondă de 22 mm, 25 de minute - a dat cele mai pronunțate rezultate.

Prezentare generală a rezultatelor – Prelucrarea sucului cu ultrasunete

Conținut fenolic total îmbunătățit (TPC)

Sucurile sonicate au demonstrat TPC cu până la 23% mai mare în comparație cu sonicarea ușoară și cu 18% mai mare decât sucurile nesonicate cu stevia.

C18: Sonicat cu sondă de 22 mm, amplitudine 100%, 25 minute
Tabel: Efectul sonicării asupra conținutului fenolic și activității antioxidante

 
Conținutul fenolic total (TPC) a crescut cu 23% în comparație cu cea mai ușoară sonicare și cu 18% în comparație cu probele nesonicate cu stevia.
Fenolicii cheie îmbunătățiți au inclus luteolină, apigenină, quercetină, miricetină și kaempferol, cu creșteri variind de la 3 la 7 ori.
Capacitatea antioxidantă (prin testul ABTS) a crescut, de asemenea, arătând creșterea bioactivilor.

Acizi fenolici și profil flavonoide

Ultrasunetele au permis extracția superioară a acizilor fenolici, cum ar fi pirogalolul și 4-metil-catecolul, pirogalolul ajungând la aproape 2 mg/g în sucul cel mai intens sonicat - cu peste 3,5× mai mare decât în omologii nesonicați.

Formarea radicalilor hidroxil în timpul cavitației acustice contribuie probabil la creșterea hidroxilării și eliberării compușilor fenolici, ceea ce se aliniază cu studiile mecanice anterioare privind extracția cu ultrasunete.

Dulceață îmbunătățită cu beneficii funcționale

În special, studiul a explorat glicozidele steviolice, în special steviozida și rebaudiozida A (Reb A) - îndulcitorii principali din Stevia rebaudiana. Sonicarea le-a crescut semnificativ concentrația:

• Conținutul de steviozid a crescut cu 61%.
• Conținutul Reb A s-a dublat (+114%).

Această îmbunătățire nu este benefică doar din perspectiva dulceții, ci și din punct de vedere senzorial și metabolic. Nivelurile mai ridicate de Reb A îmbunătățesc palatabilitatea prin reducerea amărăciunii adesea asociate cu steviozida.

Procesarea sucului cu ultrasunete: relevanță și scalabilitate industrială

Sonicatoarele Hielscher permit un control precis asupra tuturor parametrilor importanți ai procesului. Prin urmare, toate rezultatele sunt scalabile liniar, datorită proiectării procesoarelor cu ultrasunete Hielscher, care mențin o intensitate constantă a energiei în timpul scale-up-ului. Acest lucru face ca tranziția de la sistemele industriale de laborator la sistemele industriale continue să fie fezabilă din punct de vedere tehnic și atractivă din punct de vedere economic.

Acest studiu se adaugă la un număr tot mai mare de dovezi care susțin ultrasunetele de mare intensitate ca metodă de procesare durabilă, non-termică. Beneficiile combinate observate - îmbunătățirea nutrienților, capacitatea antioxidantă îmbunătățită și proprietățile senzoriale optimizate - subliniază valoarea sa în dezvoltarea băuturilor funcționale.

Deci, ce înseamnă acest lucru pentru industrie?
Cu platforme tehnologice scalabile precum cele de la Hielscher, producătorii de sucuri pot lua acum în considerare sonicarea nu doar ca o alternativă, ci ca un upgrade - atât pentru calitatea produsului, cât și pentru sănătatea consumatorilor.

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre:

Proiectare, fabricație și consultanță – Calitate Made in Germany

Hielscher ultrasonicators sunt bine-cunoscute pentru cele mai înalte standarde de calitate și design. Robustețea și funcționarea ușoară permit integrarea fără probleme a ultrasonicators noastre în instalații industriale. Condiții dure și medii solicitante sunt ușor de manipulat de ultrasonicators Hielscher.

Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și pune un accent deosebit pe ultrasonicators de înaltă performanță cu tehnologie de ultimă oră și ușurință în utilizare. Desigur, ultrasonicators Hielscher sunt conforme CE și îndeplinesc cerințele UL, CSA și RoHs.